Substrante - Proprietatile substantelor periculoase fizico-chimice toxicologia

1. Terminologia folosita in evaluarea riscului. Definitii si termeni utilizati

HAZARD- Proprietate intrinseca a unei entitati de a produce pagube

RISCUL- R = F x C

SUBSTANTE elementele chimice si compusii lor in stare naturala sau obtinuti prin procese industriale si, daca e cazul, cu aditivii necesari pentru introducerea lor pe piata.

PREPARATE- Amestecuri sau solutiirealizate cu doua sau mai multe substante

2. Managemnentul integrat al riscului. Schema generala. Etapele.

3. Secventa analizei riscului Analiza preliminara.

Analizele calitative si cantitative

Analiza consecintelor.

4. Riscul. definitie. cum se calculeaza. exemplu

Riscul- probabilate de ase produce un hazard

R = F x C

5 Proprietatile sub periculoase fizico-chimice toxicologia

SUBSTANTE

Elementele chimice si compusii lor in stare naturala sau obtinuti prin procese industriale si, daca e cazul, cu aditivii necesari pentru introducerea lor pe piata.

PROPRIETATI FIZICO-CHIMICE

Exploziv

Oxidant

Extrem de inflamabil

Foarte inflamabil

Inflamabil

PROPRIETATI TOXICOLOGICE

Foarte toxic

Toxic

Daunator

EFECTUL ASUPRA MEDIULUI

Periculos pentru mediu

PROPRIETATILE FIZICO-CHIMICE

Masa moleculara

suma maselor atomice ale tuturor atomilor unei molecule.

Cu cat este mai mare masa moleculara cu atat e mai mica posibilitatea ca o substanta sa fie absorbita de organisme.

Punctul de fierbere al unei substante este temperatura la care aceasta isi poate schimba starea din lichid in gaz.

Un lichid se poate transforma in gaz la temperaturi sub punctul de fierbere prin procesul de evaporare Cu toate acestea, evaporarea este un fenomen de suprafata, prin care numai moleculele localizate aproape de suprafata gazului/lichidului se pot evapora. Fierberea, pe de alta parte, este un proces de volum, astfel incat moleculele din tot lichidul pot fi vaporizate, rezultand formarea unor bule de vapori.

Cu cat este mai scazut punctul de fierbere cu atat mai mare este posibilitatea impactului prin inhalare.

Presiunea vaporilor

La orice temperatura data pentru o substanta, exista o presiune la care vaporii acelei substante sunt in echilibru cu formele sale lichide sau solide. Aceasta este presiunea saturata a vaporilor acelei substante la acea temperatura data.

Cand presiunea partiala a lichidului egaleaza presiunea vaporilor, lichidul este partial vaporizat: lichidul si vaporii sunt in echilibru. La orice presiune data, punctul de fierbere al unei substante este temperatura la care presiunea vaporilor din forma lichida egaleaza presiunea totala a mediului ambiant.

Cu cat este mai mare presiunea vaporilor cu atat mai mare este posibilitatea impactului prin inhalare si contact dermic.

Punctul de explozie

Punctul de explozie al unei substante este cea mai mica temperatura la care aceasta poate forma un amestec inflamabil cu aerul .

La aceasta temperatura, vaporii pot inceta sa mai arda atunci cand sursa de aprindere este indepartata.
Acest parametru NU este corelat cu temperaturile surselor de aprindere sau ale combustibilului de ardere, care sunt mult mai ridicate.

Cu cat este mai mare presiunea vaporilor cu atat mai mare este posibilitatea impactului prin inhalare sau contact dermic.

Aprinderea

Aprinderea este actul de initiere a unei reactii. In chimie se refera la incalzirea unui material pana la punctul in care se realizeaza o combustie spontana.

Densitatea

simbol: ρ - Greaca: rho) este masura masei per unitate de volum.

Cu cat este mai mare densitatea unui obiect cu atat mai mare este masa sa pe volum. Un obiect mai dens cum ar fi fierul va avea un volum mai mic decat o masa egala de substanta mai putin densa ex. apa).

Unitatea SI a densitatii este kilogramul pe metru cub (kg/m³

EXPLOZIV

Substantele care chiar si fara oxigen pot determina o reactie exoterma cu formare de gaz si, in conditii specifice, pot exploda in conditii de depozitare partiala.

OXIDANT

Substantele si preparatele care determina o reactie exoterma violenta la contactul cu alte substante inflamabile.

EXTREM DE INFLAMABIL

Substantele sau preparatele lichide care au un punct de explozie < 0°C si un punct de fierbere < 35°C.

FOARTE INFLAMABIL

Substante si preparate in stare lichida al caror punct de explozie este mai mic de 21°C.

INFLAMABIL

Substante si preparate lichide al caror punct de explozie este intre 21 si 55°C.

PROPRIETATI TOXICOLOGICE

IDLH - Imediat periculoase pentru viata si sanatate

Concentratia maxima de contaminanti purtati de aer, exprimati in mod normal ca parti pe milion (ppm), care se pot evita in 30 minute fara un aparat respirator si fara a experimenta vreo primejduire in ceea ce priveste activitatea de salvare iritarea severa a ochilor sau efecte ireversibile asupra sanatatii.
Stabilite de catre Institutul National de Sanatate si Siguranta Ocupationala al Statelor Unite (NIOSH).

LC50 - Concentratia letala 50

Concentratia unei substante chimice care ucide 50% din populatia de proba Aceasta masura este in general utilizata atunci cand expunerea la o substanta chimica se face prin inspiratie, in timp ce LD50 reprezinta masura general utilizata atunci cad expunerea se face prin inghitire, prin contact dermic sau prin injectare.

Substantele si preparatele pot produce daune serioase sanatatii sau pot conduce la deces in cantitati foarte mici prin inhalare ingerare si in contact cu pielea

TOXIC

Substantele si preparatele pot produce daune serioase sanatatii sau pot conduce la deces in cantitati mici prin inhalare ingerare si in contact cu pielea

DAUNATOR

Substantele si preparatele pot produce daune serioase sanatatii sau pot conduce la deces prin inhalar inghitire si in contact cu pielea. (Neinvestigate in Directiva Seveso

EFECTELE ASUPRA MEDIULUI

TOXICITATE PENTRU SPECIILE ACVATICE (toxicitate acuta

CL50 (in apa) letal pentru pesti

EC50 concentratie efectiva asupra daphnia

CI50 concentratie de inhibare a cresterii asupra plantelor marine

DEGRADARE

Valoarea de degradare dupa 28 zile

Valoarea ratei BOD/COD (biotic degrading trend/ tendinta de degradare biotica

CAPACITATEA DE BIOACUMULARE

Octanol-coeficientul de partitie al apei /partition coefficient (Pow)
Octanol-ul este un solvent organic. Acest parametru este utilizat pentru a determina soarta substantelor chimice in mediu. Coeficientul de partitie octanol-apa a fost corelat cu solubilitatea apei.

PERICULOS PENTRU MEDIU

Substante si preparate care pot produce hazaduri imediate sau intarziate pentru una sau mai multe componente de mediu atunci cand sunt eliminate.

6 Clasificarea sub periculoase in functie de prop lor (faze de risc)

FRAZE DE RISC PENTRU SUBSTANTELE EXPLOZIVE

R2 Risc de explozie prin soc, frecare, incendiu sau alte surse de aprindere.

R3 Risc extrem de explozie prin soc, frecare, incendiu sau alte surse de aprindere.

FRAZE DE RISC PENTRU SUBSTANTELE OXIDANTE

R7 pot duce la incendii

R8 pot determina aprinderea materialului combustibil

R9 sunt explozive cand sunt amestecate cu material combustibil

FRAZE DE RISC PENTRU SUBSTANTE INFLAMMABILE

R10 inflamabile

R11 foarte inflamabile

R12 extrem de inflamabile

R15 Contactul cu apa elibereaza gaze foarte inflamabile

R17 Spontan inflamabile in aer

FRAZE DE RISC PENTRU SUBSTANTELE FOARTE TOXICE

R26 Foarte toxic prin inhalare

R27 Foarte toxic in contact cu pielea

R28 Foarte toxic prin inghitire

FRAZE DE RISC PENTRU SUBSTANTELE TOXICE

R23 Toxic prin inhalare

R24 Toxic in contact cu pielea

R25 Toxic prin inghitire

FRAZE DE RISC

R50 Foarte toxic pentru organismele acvatice

R51 Toxic pentru organismele acvatice

R53 (50/53-51/53) pot produce efecte daunatoare pe termen lung asupra mediului acvatic.

7. Directiva Seveso 3: obiective si continut

Directivei nr. 96/82/CE, Seveso II privind gestiunea accidentelor majore implicand substante periculoase.

Scopul Directivei Seveso II are doua dimensiuni importante:

- prevenirea producerii accidentelor majore ce implica substante periculoase;

- limitarea consecintelor - atat asupra sanatatii si sigurantei

persoanelor cat si asupra mediului

In conformitate cu prevederile Directivei, toti operatorii (societatile /intreprinderile)aflati sub incidenta Directivei trebuie sa trimita autoritatilor competente o notificare si s-a elaboreze un Plan de prevenire a accidentelor majore. In plus, operatorii este necesar samai elaboreze urmatoarele documente: Raport de Siguranta, Sistemul de Gestiune a Riscurilor si Planul de Urgenta.

Directiva Seveso acorda mai multe drepturi publicului atat in domeniul accesului la informatii cat si cel al consultarii;

8 Indici de risc metode si un ex

Indicatori de risc cei mai utilizati sunt: indicele Dow, indicele hazardului substantelor ((SHI), indicele hazardului materialelor (MHI), indicele expunerii chimice (CEI), indicele accidentelor fatale (FAR), indicele timpului pierdut ca urmare a accidentarii (LTI), frecventa severitatii timpului pierdut ca urmare a accidentarii (LTIS), frecveta accidentelor in transport si distributie, frecventa absenteismului (ABS), indicele Mond.

Indici de risc

In realizarea studiilor de analiza de risc sunt deosebit de importante urmatoarele intrebari:

Ce slabiciuni pot sa apara in managementul sistemului de securitate? Ce nu functioneaza?

Care sunt actiunile preventive care pot fi intreprinse pentru a controla riscul?

Cum sunt urmarite aceste actiuni?

Cum sa se utilizeze marimile de ieiire pentru a avalua rezultatele si tendintele inregistrate, cu scopul de a determina daca compania face lucrurile bine, face lucrurile care trebuie facute si isi atinge obiectivele si tintele?

Astfel, sunt necesare repere de referinta (indicatori) utilizabili la diferite nivele. Este evident ca nu se poate reduce riscul la zero, de aceea apare ca valoare de maxima importanta limita care poate fi suportata de oameni in activitatile curente. Riscurile din viata curenta sunt relativ cunoscute, constituind baza de stabilire a tarifelor societatilor de asigurare. O comparatie intre riscurile inregistrate in diverse sectoare de actuivitate este prezentata in figura 3. 3. Este interesant faptul ca pericolele majore pentru sanatatea omului apar in activitati in aparenta inofensive.

Indicele Dow (Dow Fire and Explosion Index- FEI)

Ghidul de siguranta si prevenire a pierderilor dezvoltat de Compania de produse chimice Dow, si publicat de Institutul American al Inginerilor Chimisti (AIChE) in 1964 /20/, ofera o metoda pentru evaluarea hazardului si riscului incendiilor si exploziilor. Este o metoda numerica bazata pe natura proceselor si proprietatile materialelor. Cu cat valorile obtinute sunt mai mari cu atat procesul este mai hazarduos. In cazul proiectarii unei noi instalatii, calculul indicelui se efectueaza dupa realizarea diagramei de proces si control si a proiectelor de montaj utilaje si conducte, astfel incat sa poata fi utilizat ca un ghid pentru selectarea si proiectarea utilajelor si echipamentelor suplimentare de protectie intr-o operare in conditii de siguranta.

Indicele Dow se aplica numai utilajelor cheie (nu celor auxiliare sau camerelor de control), si se refera numai la incendii si explozii (nu se aplica in cazul hazardului toxicitatii si coroziunii substantelor).

Exemplu

Sa se evalueze indicele Dow FEI pentru o instalatie de producere a acidului azotic. In literatura sunt indicate urmatoarele procese:

Oxidare si absorbtie la presiune atmosferica.

Oxidare si absorbtie la presiune ridicata (aprox. 8 atm).

Oxidare la presiune atmosferica si absorbtie la presiune ridicata.

In cazul prezentat alegem procedeul la presiune ridcata. Schema bloc este redata in figura urmatoare.

Calculul indicelui FEI

unitatea de proces aleasa este instalatia propriu-zisa, nu sunt considerate zone separate;

factorul de material: se va calcula pentru amoniac, care este cel mai important din punct de vedere al proprietatilor combustibile, si va fi obtinut cu ajutorul caldurii de ardere a reactiei (a):MF = 5,7;

Datorita concentratiei mici de hidrogen prezente in reactie, cu toate ca are un factor mare de material (MF = 51,6) nu va fi considerat material dominant;

Hazardul special al materialului: nici unul;

Hazardul general al procesului : punctul 3B, fig. 3. 8, reactie de oxidare: 50%,

Hazardul special al procesului: punctul 4B (fig. 3. 8), operare in jurul domeniului de explozie: 100%, si punctul 4C, temperatura joasa de stocare a amoniacului: 15%.

9 Matrici de risc metode si un exemplu

10 Analiza istorica!!!

Analiza istorica este o metodologie bazata pe experiente similare sau pe instalatii similare menite sa identifice caile critice care pot conduce la un accident.

Aceasta supraveghere permite organizarea statistica a informatiilor specifice.

Cauze care pot conduce la un accident

Cauze care pot inrautati situatia

Consecintele

Masurile de siguranta disponibile

Masuri de precautie si de operare a instalatiei de procesare

BANCILOR DE DATE specializate

Culegerea datelor despre incidente anterioare

Urmatoarele date provin dintr-o analiza detaliata a accidentelor si/sau a pericolului iminent de producere a acestora aparute intr-o instalatie de producere a etilenei din Italia pe parcursul a 10 ani de operare.

Analiza este menita sa sprijine evaluarea riscului pentru a identifica scenariile tipice sau probabile.

Sursele de informare

Rapoartele de interventie ale pompierilor

Dupa fiecare actiune, echipa de pompieri, indeplineste un raport detaliat de interventie, conform regulemantului. Aceste rapoarte contin urmatoarele date:

Date despre accident

l     Scurt rezumat

l     Instalatia implicata

l     Echipamentul implicat

l     Cauze generale

l     Tipul accidentului

l     Tipurile de scenarii

l     Consecintele

Metodologia de analiza

Sunt analizate urmatoarele aspecte

l     Distributia anuala a accidentelor

l     Tipologia scenariilor de accidente

l     Faza de proces in cadrul careia apar accidentele

l     Zona din instalatiei unde apar accidentele

l     Cauzele accidentelor

l     Cauzele aprinderii

l     Distributia scenariilor pentru diverse tipologii

11 Analiza what if si listele de verificare sau control

Liste de control

Un mijloc foarte util in identificarea hazardurilor si a riscurilor este lista de control. Listele de control sunt aplicabile in orice etapa a proiectului. Lista de control trebuie sa refere la etapa de proiect care urmeaza de a fi verificat.

Analiza Dar daca? (What if?)

Metoda se foloseste mai ales la inceputul dezvoltarii proiectului pentru identificarea hazardurilor. Se bazeaza pe o lista de intrebari legate de proiect, intrebarile incepand cu "Dar daca?". Metoda este cea mai veche metoda folosita in analiza hazardurilor. Listele de control sunt des folosite in aceasta metoda.

12 Analiza hazop definitie sau problema

HAZOP este un instrument de identifcare structurata a hazardelor prin utilizarea unei echipe multidisciplinare. Poate fi definita ca "Aplicarea unei examinari formale la intentiile de proces ale instalatiilor noi sau existente, cu scopul de a evalua potentialul de operare defectuoasa sau functionare necorespunzatoare a pieselor individuale de echipament, precum si efectele lor consecvente asupra instalatiei ca intreg. "

Procedura consta in Analiza Sistematicaa fiecarui element al procesului (linie/ echipament) cu scopul de a

Verifica cauzele care pot conduce la deviatii ale variabilelor procesului, cu referire la proiectarea procesului.

Identifica intr-o maniera cantitativa consecintele la care pot conduce asemenea deviatii.

Identifica actiunile corective menite sa elimine deviatiile, sa reduca probabilitatea aparitiei deviatiilor sau sa protejeze sistemul de consecintele cauzate de acestea.

Analiza se aplica fiecarui Nod al fiecarui element din instalatie in parte.

De aceea este necesara

Definirea unui obiectiv al studiului

Formarea unei echipe

Pregatirea unui studiu

Descompunerea instalatiei in nodurile sale fundamentale (ex. conducte, pompe, generatoare, vase, coloane, etc

Examinarea Nod cu Nod, cu ajutorul cuvintelor ghid si prin definirea acestora, a deviatiilor functiilor de la intentiile prevazute (ex. debit cantitate, presiune, temperatura, etc. )

Estimarea timpilor necesari pentru analiza HAZOP

13 Analiza FEMEA

Este concentrata pe componentele materiale a instalatiei (utilaje, conducte, armaturi, aparatura) si se poate efectua atat la nivel calitativ cat si cantitativ. Se bazeaza in principiu pe elaborarea unor tabele cu urmatorul continut:

pozitia, denumirea, descrierea echipamentului;

modul de defectare;

consecinte;

atribuirea coeficientilor critici pe o scala conventionala stabilita in prealabil.

Analiza sistematica a fiecarui component fizic

Metodologie

Instalatia este descompusa in componentele sale fizice (reactor, pompe de circulatie, regulator de presiune, etc. ).

Se examenieaza tipurile de cedari posibile pentru fiecare element in parte oprirea pompei aplanarea coroziunii, etc. ).

Pentru fiecare eroare, echipa evalueaza riscurile si consecintele (ex. amestecuri explozive punerea in functiune a pompelor de rezerva deschiderea valvelor de siguranta).

14 Evaluarea frecventelor evenimentelor de varf arborele greselilor

Frecventa prevazuta de aparitie a unui accident initial denumita si Top Event/ Eveniment de varf poate fi evaluata prin 2 metode

Atribuirea directa a probabilitatii de cedare care deriva din bazele de date de exemplu pentru o fisura intr-o conducta

Analiza arborelui greselilor

Mai intai

Evenimentele care isi au originea in cauzele de proces (cedare masinilor sau a sistemelor de control, erori operative, proiectare gresita, instalare incorecta pot fi evaluate prin analiza ARBORELUI GRESELILOR.

In cazul evenimentelor care nu isi au originea in cauzele de proces, dar sunt conectate cu evenimente aleatorii cordoane pierderi de echipament, etc. ), evaluarea este realizata cu ajutorul probabilitatilor de cedare extrase din Bazele de Date.

ANALIZA ARBORELE GRESELILOR

Reprezentarea grafica a relatiei logice dintre evenimentele primare functionarea necorespunzatoare a componentelor erori umane, etc. ) si evenimentul de varf

Acest instrument permite

Reprezentarea calitativa a cailor logice care conduc la Evenimentul de Varf

Evaluarea cantitativa a frecventei prevazute a Evenimentului de Varf

Au fost dezvoltate si descrise reguli generale in mai multe metodologii, ex. AIChE/CCPS (1985). Oricum, nu exista reguli specifice care sa indice ce evenimente ar trebui folosite.

Arborii Greselilor sunt reprezentari logice care reprezinta modul in care se poate defecta un sistem.

In general, un Arbore al Greselilor este construit de la varf pana la baza. Cauzele necesare si suficiente, impreuna cu relatiile lor logice, sunt identificate incepand de la Evenimentul de Varf.

15 Evaluarea frecventei scenariilor acidentelor arborele evenimentelor

Un ACCIDENT este in general legat de pierderea unui continut de substante chimice.

Analiza scenariului necesita studiul fiecariu comportament posibil al substantei eliberate in mediul extern.

Substanta eliminata va intra in contact cu

Aerul

Apa

Solul

Si va tinde sa interactioneze cu fiecare din acesti factori in functie de proprietatile lor fizico-chimice.

IDENTIFICAREA SI EVALUAREA FRECVENTEI SCENARIILOR ACCIDENTULUI

Dupa eliminare Evenimentul de varf substanta periculoasa poate produce scenarii diverse, legate in special de posibilitatea unui incendiu.

Posibilele scenarii alternative sunt

Dispersii toxice in atmosfera

Dispersii toxice in mediu

Incendii

Explozii

Probabilitatea incendiilor este legata de prezenta surselor de aprindere care ofera energia necesara pentru activarea reactiei de combustie: aer substanta combustibila

Sursele de aprindere sunt

Scantei electrice

Suprafete incinse

Flacari deschise ca in furnale

Aprinderea poate apare imediat dupa eliminare sau in timp, permitand formarea unui nor.

ARBORELE EVENIMENTELOR este o reprezentare grafica a cailor logice incepand cu evenimentul de varf si continuand cu toate scenariile posibile.

Pentru fiecare nod este realizata o evaluare probabilistica intre alternativele posibile.

Prin evaluarea probablilitatii din fiecare nod, este posibila evaluarea probabilitatii fiecarui scenariu.

Frecventa fiecarui scenariu este de aceea calculata prin produsul dintre frecventa fundamentala a evenimentului de varf si probabilitatea scenariului selectat.

16 Deversarea substantelor periculoase tipuri de deversari

Principalii parametri care guverneaza fenomenul de deversare a fliudelor, dupa pierderea etanseitatii, sunt:

Conditiile de proces(temperatura and presiunea)

Starea fizica a substantei (gaz, lichid, faza dubla de lichid/vapori)

PRESIUNE

Multe fluide sunt procesate la presiuni ridicate.

Pierderea  etanseitatii aduce lichidul in contact cu atmosfera, determinand depresurizarea rapida.

Presiunea energetica a lichidului este transformata in energie cinetica care ii ofera un elan considerabil.

TEMPERATURA

Multe fluide sunt procesate la temperaturi mari.

Dupa pierderea etanseitatii, energia termica a fluidului este utilizata pentru realizarea schimbului cu aerul extern si pentru vaporizare datorita aprinderii spontane a unei parti din lichid (in cazul eliminarii unui gaz lichefiat sau a unui lichid)

Starea fizica a substantei

Starea fizica a substantei depinde de conditiile de proces si de caracteristicile fizico-chimice ale substantei.

Principalele Faze in care este posibila divizarea analizei sunt reprezentate in tabelul urmator:

(P, T)    = conditiile de presiune si temperatura

Tb         = temperatura de fierberea substantei

Pv         = presiunea de vapori a sustantei

DEVERSAREA IN FAZA LICHIDA

In cazul pierderii etanseitatii vasului de stocare a unui lichid, presiunea din interiorul vasului va produce un jet de lichid cu urmatoarele caracteristici

Cu cat este mai mare presiunea interna,cu atat mai mare va fi debitul de curgere

Cu cat este mai mare presiunea interna, cu atat mai lung este jetul

Deversarea va forma o balta de lichid.

DINAMICA ELIMINARII DE GAZ COMPRIMAT

In cazul pierderii etanseitatii vasului de stocare a unui gaz, presiunea din interiorul gazului va determina un jet de vapori/gaz cu urmatoarele caracteristici

Cu cat este mai mare presiunea interna,cu atat mai mare va fi debitul de curgere

Cu cat este mai mare presiunea interna, cu atat mai lung va fi jetul

Deversarea va forma un nor in atmosfera.

Scurgerea implica o reducere a numarului de molecule din interiorul liniilor procesului si, in consecinta, reducerea presiunii interne a vasului; variatia presiunii poate fi stabilita dupa legea gazului perfect

DINAMICA ELIMINARII DE GAZ LICHEFIAT SUB PRESIUNE

Dinamica eliminarii gazului lichefiat sub presiune depinde de pozitia scurgerii in vasul de stocare.

In echipamentul de proces, gazul lichefiat este in echilibru cu faza de vapori, astfel incat deversarea poate implica lichidul sau faza de vapori. .

Deversari in faza lichida

Pe masura ce lichidul se scurge rezervorul tinde sa se goleasca si prin urmare, la interfata celor doua faze, lichidul incepe sa de evapore pentru a echilibra pierderea de volum.

Presiunea vaporilor este functie de debitul de curgere, impreuna cu caldura latenta de evaporare, masa si caldura specifica a lichidului.

17Dispersisa substantelor periculoase si factori care influenteaza dispersia

Dispersia in atmosfera determina expunerea potentiala la concentratii ridicate de substante toxice a persoanelor prezente in zonele inconjuratoare.

substanta periculoasa eliminata in atmosfera este purtata si dizolvata prin actiunea vantului.

Principalele caracteristici care guverneaza procesul de dispersie sunt

Conditiile meteo

Conditiile de curgere

Zona inferioara a atmosferei pana la 200 metri deasupra nivelului marii in care are loc eliminarea, se numeste stratul de amestec.

Vantul are o miscare turbulenta, contribuind astfel la dispersia vaporilor sau particulelor de gaz.

Principalele cauze ale turbulentei sunt

Viteza vantului

Stabilitatea atmosferica

Rugozitatea terenului

Viteza vantului

Viteza vantului ofera turbulenta norului pentru a se dispersa in atmosfera

O viteza a vantului implica o turbulenta mai mare si acelereaza dispersia norului.

Deci, o viteza mare a vantului contribuie la reducerea distantelor avariate.

Stabilitatea atmosferica

Stabilitatea atmosferica defineste conditiile de mobilitate a moleculelor de aer si afecteaza remarcabil dispersia substantelor pe verticala.  

Principalul parametru este gradientul de temperatura din straturile inferioare ale atmosferei.

Gradientul de temperatura este determinat de radiatia solara.

Refletarea caldurii pamantului incalzeste de fapt straturile inferioare ale atmosferei, determinand astfel diferenta fata de straturile superioare.

Aerul cald tinde sa se ridice, punand in miscare masele mai reci. Circulatia conectiva creata determina mobilitatea atmosferica care contribuie la diluarea norului de substanta eliminata.

DISPERSIA GAZELOR GRELE

Acest model este aplicat mai ales in cazul

Gazelor mai usoare decat aeru (LPG, chlor, dioxid de sulf, etc. . )

Eliminarii gazelor cu temperatura mica

Eliminarii lichidelor care se evapora benzen, metanol, etc. . )

Dezvoltarea norului are 4 faze specifice

Faza initiala in care efectele la sursa sunt predominante, adica efectele atribuite modalitatii de eliminare.

Faza de dispersie prin gravitatie, in timpul careia amestecul cu aerul este limitat, iar efectele densitatii conduc miscarea norului.

Faza de intindere in timpul careia densitatea norului se reduce pe masura ce se amesteca cu aerul inconjurator.

Faza de dispersie neutra, in care norul este suficient de diluat incat sa-si impuna un comportament neutru modelul cursului va fi de tip Gaussian

18 Incendii si explozii

Incendiul necesita o aprindere pentru a atinge energia de activare a reactiei.

Reactie exoterma

Caldura puternica si emisie slaba

INCENDIILE PE SUPRAFETE MARI

POOLFIRE

Modelul radiatiei din incendiile cu suprafete mari prevede modelul SRB (corpuri radiante solide) bazat pe ipoteza ca energia provine de la un corp cu dimensiuni cunoscute (diametru inaltime inclinatie la fel de radiant fata de toate sursele externe.

In cazul eliminarilor continui, la incendiul de suprafata, prin ipoteza ca lichidul este imprastiat pe podeaua instalatiei; suprafata incendiata creste pana cand viteza de combustie devine egala cu rata de eliminare.

Odata ce dimensiunile baltii de lichid sunt stabilite, se calculeaza radiatia de la incendiu dupa formula

q  = iradierea in kW/m2

t = coeficientul de transmitere a caldurii atmosferice

F = factor de vizibilitate

E = puterea de emisie a flacarilor (kW/m2)

INCENDIILE DE DEGAJARE

FLASHFIRE

Vapori/gaze inflamabile in atmosfera.

Fenomenul este determinat dupa declansarea unui nor imprastiat in atmosfera, inflamabil in amestec cu oxigenul.

Principalele caracteristici

Nu produce suprapresiune

Fenomenul este instantaneu

Extensia norului este calculata prin modele de dispersie.

Ipoteza este aceea ca aprinderea determina combustia instantanee a intregii cantitati, in amestec inflamabil cu aerul.

Combustia va implica fractiunea norului in cadrul campului de inflamabilitate:

UFL = Limita superioara a inflamabilitatii

LFL = Limita inferioara a inflamabilitatii

INCENDIILE PRIN JET

JET FIRES

Este un " foc torta produs de declansarea unui jet de substanta inflamabila in stare lichida sau gazoasa care se scurge sub presiune

INCENDIILE GLOBULARE

FIREBALLS

Incendiul globular la un rezervor cu LPG

Focul globular este un fenomen legat de combustia unor mari cantitati de gaz lichefiat.

Este produs de o fisurare catastrofala a unui rezervor de stocare, acest fenomen fiind numit BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion/ Explozia Vaporilor de Fierbere in Expansiune ai unui Lichid ).

Gazul eliminat formeaza un nor care izbucneste in flacari si se ridica in atmosfera, datorita reducerii densitatii determinata de supraincalzire.

Un asemenea fenomen produce o sfera de foc minge de foc

EXPLOZIA UNUI NOR NELIMITAT DE VAPORI

Un UVCE ("Unconfined vapor cloud explosion / Explozia unui nor nelimitat de vapori "), poate fi definita ca o combustie accelerata a unor vapori/gaze inflamabile in atmosfera deschisa. Expansiunea vaporilor de combustie este atat de rapida incat da nastere unui proces semnificativ de suprapresiune.

Acest scenariu este alternativ cu cel al incendiului prin degajare (care, dimpotriva, nu produce suprapresiune).

Conditiile de operare (presiune si temperatura) ale substantelor inflamabile eliberate.

De exemplu

Gaze lichefiate (propan, butan, etc. )

Lichide foarte inflamabile in conditii de temperatura si presiune ridicata (benzen, ciclohexan)

Gaze inflamabile (metan, etilena, acetilena)

Aprindere intarziata, care permite dezvoltarea unui nor inflamabil de mari dimensiuni.

19 Vulnerabilitatea populatiei expusa acidentelor tehnologice

Vulnerabilitatea exprima posibilitatea ca un individ sa sufere efecte letale datorate expunerii la un nor de substante toxice.

Poate fi exprimata in termeni probabilistici ca o functie a urmatorilor parametri

Concentratia substantei toxice

Caracteristicile substantei toxice

Durata expunerii

Posibilitatea de adapostire si/sau modalitati de scapare.

Concentratiile la distante diferite sunt evaluate prin modele matematice ale dispersiei atmosferice.

Efectele expunerii la substantele toxice asupra oganismului uman sunt cunoscute cu detalii pentru un grup limitat de substante.

De obicei, sunt folosite ca referinte datele despre toxicitate extrase din experimentele pe animale.

TOXICITATE RIDICATA

reprezinta concentratia substantei toxice care provoaca moartea a 50 % din populatia expusa la o expunere de 30 minute.

EFECTE IREVERSIBILE

IDLH reprezinta concentratia maxima a substantei toxice la care un organism poate face fata pe o perioada de expunere continua de 30 minute, fara efecte ireversibile asupra sanatatii. Acest parametru, utilizat mai ales pentru pregatirea planurilor de urgenta, defineste un areal de interes, in interiorul caruia pot aparea daune asupra populatiei, ca rezultate ale expunerii succesive la produsul toxic.

20 Analiza cosecintelor functii probit

ECUATIILE PROBIT

Evaluarea numerica a probabilitatii expunerii subiectilor la consecinte letale, se realizeaza prin aplicarea ecuatiilor Probit.

Ecuatia defineste o functie continua de corelare a probabilitatii de deces ca functie a parametrilor scenariului. Ecuatia de referinta este urmatoarea

ECUATIILE PROBIT

Fiind

A, B, n Parametrii toxicitatii specifice pentru fiecare substanta

C           Concentratia de referinta, ppm

Pr         Valoarea numerica a functiei Probit

T           Timpul de expunere, min

Ecuatia permite evaluarea concentratiei substantei toxice pentru determinarea, pentru o durata stabilita de expunere, a probabilitatii efectelor letale corespunzatoare valorii functiei Probit.

21. Prezentarea riscului: riscul individual si riscul social.

CONTURAREA RISCULUI INDIVIDUAL: reprezintaestimarea riscului de deces al unei persoane prezente intr-o pozitie geografica (x,y) din teritoriul inconjurator al instalatiei.

vezi slide 15 din prezentarea riscului

RISCUL SOCIAL: vezi slide 16 din prezentarea riscului

Pentru determinarea atat a riscului social cat si a celui individual trebuie sa:

I. Sa se realizeze o analiza de risc:

1. Analize preliminare ale unitatii critice
2. Identificarea evenimentelor initiale
3. Evaluarea FRECVENTEI fiecarui eveniment
4. Definirea teremnilor specifici fiecarui eveniment
5. Analiza si calcularea FRECVENTEI  scenariilor corelate cu fiecare EVENIMENT
6. Evaluarea MAGNITUDINII  consecintelor fiecarui SCENARIU

II FRECVENTA EVENIMENTULUI

III FRECVENTA SCENARIILOR

IV TERMENII SURSEI

V MAGNITUDINEA CONSECINTELOR

VI MATRICEA RISCULUI

22 Efectul domino!!!

DEFINITIE

Pierderi de continut scurgeri de materie si/sau energie intr-o instalatie/punct, datorita efectelor unui accident care are loc in alta instalatie/punct, prin monitorizarea gravitatii consecintelor sau prin nivelul de extindere a ariilor afectate.

Criterii de identificare a Efectelor Domino

A Scenarii de referinta

Radiatia

l     Incendiu de suprafata

l     Incendiu jet

l     Foc globular

Suprapresiunea

l     Unconfined Vapour Cloud Explosion (UVCE)/ Explozia unui Nor Liber de Vapori

Proiectari de fragmente

l     BLEVE.

B Nivele de prag

Radiatia

l     37,5 kW/m2 pentru cel putin 30 minute

Suprapresiunea

l     0,3 bari pentru echipamentul de proces

l     0,14 bari pentru cladiri

Proiectari de fragmente

l     200 m - 400 m datorate fragmentelor metalice dupa un BLEVE

C Masuri de diminuare

Urmarind eliminarea initiala eliminare de substante periculoase este posibila interventia cu scopul de a

i) Detectarea scenariilor

Detectarea gazelor si a focului

Detectare umana

ii) Interventia in instalatie

Activarea valvelor de izolare

Defectarea furnalelor sau a sistemelor de incalzire

Defectarea instalatiei

iii) Actiuni de urgenta

racirea structurilor incalzite cu dispozitive de lupta impotriva incendiilor

Activarea perdelelor de apa

Planuri de urgenta

Masurile de diminuare sunt directionate catre

Reducerea duratei eliminarii

Reducerea distantelor avariate

D Frecventa Efectelor Domino

Se aplica urmatorii parametri

Frecventa de aparitie a scenariului selectat din zona i (Incendiu de suprafata incendiu jet, UVCE sau BLEVE);

Coeficientul de directie (probabilitatea ca un incendiu jet sa ia nastere dintr-un punct i este directionat catre sursa selectata j;

Distanta dintre punctul de origine i si punctul tinta j;

Lipsa sistemelor de protectie

Evenimentul de origine eliminarea de LPG din vasul A.

l     Prezenta unui vas B situat in imediata vecinatate, care ar putea fi afectat de un potentail incediu.

l     Prezenta unui detector de gaze si sisteme de inchidere automata.

l     Vasul B este prevazut cu un sistem permanent de prevenire a incendiilor.

Utilizarea tehnicii Arborele Evenimentelor

23. Efectele negative ale accidentelor tehnologice:

- dispersia

- incendiile

- exploziile

I DISPERSIA SUBSTANTELOR PERICULOASE IN ATMOSFERA

Principalele caracteristici care guverneaza procesul de dispersie sunt

A. Conditiile meteo

B. Conditiile de curgere

C. Conditiile vremii: Zona inferioara a atmosferei pana la 200 metri deasupra nivelului marii in care are loc eliminarea, se numeste stratul de amestec.

Vantul are o miscare turbulenta, contribuind astfel la dispersia vaporilor sau particulelor de gaz.

D. Viteza vantului: Viteza vantului ofera turbulenta norului pentru a se dispersa in atmosfera. O viteza a vantului implica o turbulenta mai mare si acelereaza dispersia norului. Deci, o viteza mare a vantului contribuie la reducerea distantelor avariate.

E. Stabilitatea atmosferica: Stabilitatea atmosferica defineste conditiile de mobilitate a moleculelor de aer si afecteaza remarcabil dispersia substantelor pe verticala. Principalul parametru este gradientul de temperatura din straturile inferioare ale atmosferei.

F. Rugozitatea terenului: Rugozitatea terenului efecteaza turbulenta care se produce cand vantul trece peste nivelul pamantului. Cu cat este mai mare inaltimea medie, cu atat mai mare este turbulenta de dispersie, prin urmare norul de gaz este dizolvat mai repede.

Principalii parametri care trebuie evaluati cu privire la dispersia gazelor in atmosfera sunt

Impulsul efluentului gazos

Densitatea gazului (in comparatie cu densitatea aerului)

a. Impuls puternic > Dispersie turbulenta > Fenomen guvernat de energia cinetica a DISPERSIEI JETULUI

b. Impuls slab > Dispersie pasiva > Forte ascendente pozitive DISPERSIA GAZELOR USOARE

> Forta indusa de vant - DISPERSIA GAZELOR NEUTRE

> Forte ascendente negative DISPERSIA GAZELOR GRELE

DISPERSIA JETULUI : Modelul este aplicat eliminarilor gazoase din circuitele sub presiune

     Gazul are o expansiune adiabatica la trecerea din proces in atmosfera

     Cu cat este mai mare presiunea interna cu atat mai lung este jetul

     Actiunea vantului este neglijabila in faza turbulenta

DISPERSIA PASIVA

Modelul este aplicat mai ales in cazul

Eliminarilor de gaze usoare

Eliminarea gazelor grele/neutre cu temperaturi ridicate (propan/GPL)

- Dispersia este condusa de turbulenta atmosferica viteza vantului

Norul are forma eliptica, alungita dupa directia vantului

II. INCENDIILE

Caracteristici

1. Incendiul necesita o aprindere pentru a atinge energia de activare a reactiei.

2. Reactie exoterma

3. Caldura puternica si emisie slaba

Tipologii

1. Incendiu pe suprafata mare(liquid pool fire)

2. Incendiu de degajare

3. Incendiu prin jet

4. Foc globular

1. INCENDIILE PE SUPRAFETE MARI POOLFIRE)

In cazul eliminarilor instantanee, diametrul suprafetei poate fi determinat prin

Etanseizarea ariei de imprastiere

- Aplicarea unei grosimi minime de 5-10 mm in jurul suprafetei de imprastiere a lichidului astfel incat sa se evalueze diametrul cunoscandu-se cantitatea eliminata.

In cazul eliminarilor continui, la incendiul de suprafata, prin ipoteza ca lichidul este imprastiat pe podeaua instalatiei; suprafata incendiata creste pana cand viteza de combustie devine egala cu rata de eliminare. In asemenea conditii, diametrul suprafetei cu lichid este evaluat dupa expresia (Mudan si colab. 1988):

D=Diametrul baltii de lichid (m)

Q=debit de curgere (kg/s)

v=viteza de combustie (m/s)

=densitatea lichidului (kg/m3)

Radiatia de la incendiu se calculeaza dupa formula:

q = iradierea in kW/m2

t = coeficientul de transmitere a caldurii atmosferice

F = factor de vizibilitate

E = puterea de emisie a flacarilor (kW/m2)

Coeficientul de transmitere atmosferica

Factorul de vizibilitate F ofera informatii despre: distanta dintre flacara si elementul receptor, forma flacarii si panta suprafetei receptoare.

Puterea de emisie a flacarilor este in functie de substanta; tabelul indica valorile de emisie Io pentru unele substante, pentru acelasi diametru al suprafetei cu lichid (5 m).   Puterea de emisie a flacarilor, (exprimata normal in kW/m2) variaza in functie de dimensiunile suprafetei lichidului; cu cat mai mare este suprafata acestuia, cu atat mai mica este contributia oxigenului in cadrul lichidului.

Inclinarea flacarilor Intr-un incendiu de suprafata, flacara tinde sa-si creeze o panta datorita actiunii vantului. Cu cat este mai mare viteza vantului, cu atat este mai mare inclinarea.

Viteza de combustie este parametrul care descrie capacitatea unei substante de a arde. Este functie de caldura de combustie si de viteza de evaporare

Inaltimea flacarii Este un factor indispensabil pentru masurile de etanseizare (inaltimea de reducere a incendiului)

2. INCENDIILE DE DEGAJARE( FLASHFIRE)

Caracteristici

Nu produce suprapresiune

Fenomenul este instantaneu

Extensia norului este calculata prin modele de dispersie.

Ipoteza este aceea ca aprinderea determina combustia instantanee a intregii cantitati, in amestec inflamabil cu aerul.

Combustia va implica fractiunea norului in cadrul campului de inflamabilitate

UFL = Limita superioara a inflamabilitatii

LFL = Limita inferioara a inflamabilitatii

3. INCENDIILE PRIN JET (JET FIRES)

Este un " foc torta" produs de declansarea unui jet de substanta inflamabila (in stare lichida sau gazoasa), care se scurge sub presiune.

• Dimensiunea: Lungimea jetului depinde de conditiile fluxului.
• Diametrul

4. INCENDIILE GLOBULARE(FIREBALLS)

Focul globular este un fenomen legat de combustia unor mari cantitati de gaz lichefiat. Este produs de o fisurare catastrofala a unui rezervor de stocare, acest fenomen fiind numit BLEVE.

Gazul eliminat formeaza un nor care izbucneste in flacari si se ridica in atmosfera, datorita reducerii densitatii determinata de supraincalzire.

III. EXPLOZIA UNUI NOR NELIMITAT DE VAPORI (UVCE)

DEFINITIE : combustie accelerata a unor vapori/gaze inflamabile in atmosfera deschisa. Expansiunea vaporilor de combustie este atat de rapida incat da nastere unui proces semnificativ de suprapresiune.

O explozie este o dezvoltare catastrofala de energie cu producerea undei de soc. Se poate intampla si fara prezenta focului

CAUZE

1. Conditiile de operare (presiune si temperatura) ale substantelor inflamabile eliberate.

2. Aprindere intarziata care permite dezvoltarea unui nor inflamabil de mari dimensiuni.

3. Distributia concentratiilor in amestec

4. Sursa de aprindere

CARACTERISTICILE UVCE

Cantitate mare de gaz inflamabil in interiorul norului inflamabil.

Efectele undei de soc produsa de UVCE, se pot modifica remarcabil in functie de reactivitatea substantei in termenii vitezei frontului de flacari.

Gazele conform vitezei de dispersie a frontului de flacari Ufe, se impart in 3 categorii

cat. 1: Gaze cu reactivitate redusa (metan) ufe = 40 m/s

cat. 2: gaze cu reactivitate medie (f. ex. propane) ufe = 80 m/s

cat. 3: gaze cu reactivitate ridicata (f. ex. acetilena) ufe = 160 m/s

DEFLAGRATIA SI DETONAREA

Deflagratia O reactie chimica in care frontul de reactie progreseaza mai incet decat viteza sunetului. In deflagratie, viteza de dispersie este condusa de fenomenul de transport molecular si turbulent.

Detonarea O detonare este produsa atunci cand frontul de reactie avanseaza in masa care nu este in reactie cu o viteza mai mare decat aceea a sunetului si principalul mecanism de incalzire in amestec este compresia prin soc

24 Planuri de urgenta -interna , externa

Planurile de urgenta trebuie sa fie construite avand in vedere urmatoarele obiective:

Controlul incidentelor (accidentelor) pentru minimizarea efectelor asupra populatiei si mediului;

Implementarea masurilor necesare de prevenire si protectie;

Informarea comunitatii locale;

Refacerea si curatirea mediului dupa un accident major.

Planificarea raspunsului la urgente

Piramida efortului in planificarea urgentelor.

Descrierea obiectivului, componenta a planului de raspuns la urgente

Principalele componente informationale ale unui plan de raspuns la urgente

Organizarea si continutul planului de raspuns de urgenta poate varia, acest lucru depinzand de responsabilitatile si nevoile instalatiei tehnologice respective sau a organizatiei care elaboreaza planul.

Categorii generale de informatii

In cazul oricarui tip de instalatie/locatie, planul de raspuns de urgenta trebuie sa contina (la un nivel minim) urmatoarele categorii generale de informatii :

Obiectivele planului de raspuns la urgenta

Responsabilitatea si autoritatea

Distributia planului

Echipamentul de protectie si rezervele

Locatia datelor/informatiilor

Evaluarea riscului

Proceduri generale

Proceduri de notificare

Proceduri de evacuare

Proceduri de mentinere

Proceduri speciale (ex: foc, explozii, inundatii, eliberare de gaz toxic,etc. )

Oprirea echipamentelor/utilitatilor

Reintoarcerea la operatiile normale

Antrenament

Documentatia

Observatii informationale

Planul de urgenta interna

Are la baza identificarea riscurilor potentiale specifice si proceduri de raspuns pentru:

interventia de urgenta, in mod organizat si intr-o conceptie unitara, pentru prevenirea, limitarea si inlaturarea consecintelor;

reluarea in conditii normale a activitatilor de productie;

pregatirea personalului cu functii de decizie, a angajatilor si a fortelor de interventie;

informarea oportuna a titularilor de activitati, angajatilor, populatiei si autoritatilor publice locale;

refacerea si reabilitarea factorilor de mediu.

Continutul planului de urgenta interna

Coperta

Pagina identica cu coperta

Pagina cu aprobarea

Pagina cu avizele

Pagina cu distribuirea planului

Pagina cu actualizarile si revizuirile

Cuprins

Generalitati

Informatii despre obiectiv

Identificarea si clasificarea evenimentelor

Clasificarea urgentelor

Notificarea, informarea si alarmarea

Declararea si introducerea starii de urgenta

Organizarea si conducerea actiunilor de interventie

Comunicatiile

Logistica

Monitorizarea factorilor de mediu

Incetarea starii de urgenta

Comunicarea cu mass-media si informarea publica

Exersarea planului

Planul de urgenta externa

Planul de urgenta externa urmareste:

realizarea in timp scurt, in mod organizat si intr-o conceptie unitara a masurilor si actiunilor de protectie si interventie in caz de accident major;

reducerea impactului asupra sanatatii populatiei din jurul amplasamentului, calitatii factorilor de mediu si integritatii bunurilor materiale;

informarea si alarmarea oportuna a populatiei;

planificarea modalitatilor de evacuare a populatiei expusa riscului in situatii de urgenta;

stabilirea procedurilor de actiune a fortelor de interventie din afara amplasamentului.

Clasificarea urgentelor

Notificarea, informarea si alarmarea

Declararea si introducerea starii de urgenta

Organizarea si conducerea actiunilor de interventie

Proceduri specifice pentru fiecare forta (formatiune de interventie)

Tabel sinteza al fortelor de interventie (la fel)

Actiuni pe termen lung

Comunicatiile

Logistica

Monitorizarea factorilor de mediu

Incetarea starii de urgenta

Comunicarea cu mass-media si informarea publica

Exersarea planului

In judetul Cluj sunt 5(cinci) operatori economici detinatori de substante periculoase (cu risc major),care au intocmit planuri de urgenta interna si pentru care ISUJ Cluj a intocmit planuri de urgenta externa:

- S. C. Beyfin Gaz S. A;

- S. C. Sticla Turda S. A;

- S. C. Sticla Lucsil S. A;

- S. C. Somes Dej;

- S. C. Sadachit - Prodcom S. r. l.

In cazul producerii urgentelor si a aplicarii planului de urgenta externa, intervin cu forte

ISUJ Cluj (pompieri si protectie civila),

IJJ Cluj ;

IJP Cluj;

APM Cluj;

GM - Comisariatul Cluj;

DSP Cluj (Ambulanta);

DSV Cluj;

Experti.

25. Legislatia romaneasca HG 804/2007

HG nr. 804/2007 privind controlul asupra pericolelor de accident major in care sunt implicate substante periculoase (publicata in M. O. nr. 539 din 8 august 2007) prevede in:

Articolul 1

reglementeaza masuri privind prevenirea accidentelor majore in care sunt implicate substante periculoase, precum si limitarea consecintelor acestora asupra sanatatii populatiei si mediului,

Art. 3

Prevede termeni si expresi iutilizate:

accident major

amplasament

avarie/incident

depozit

efectul 'Domino

instalatie

hazard/pericol

substanta periculoasa

Art. 6

Prevede obligatiile operatorilor